Férmions e Bósons

 

 Nas aulas de química no ensino médio, aprendemos que um elétron é endereçado no átomo através de quatro parâmetros (ou números quânticos), a saber: Número quântico principal (n), número quântico secundário, ou azimutal (l), número quântico magnético (m) e o número quântico spin (s).

    Esses quatro números juntos, são o "endereço" do elétron no átomo. E nenhum elétron pode ter o mesmo endereço; são solitários. Em 1925, Wolgang Pauli formulou o que ficou conhecido como "princípio da exclusão de Pauli", que enuncia a impossibilidade de dois elétron ocuparem o mesmo lugar em um orbital (ou terem os quatro números quânticos iguais). Lembrando que na mecânica quântica, o elétron se comporta como onda e partícula (princípio da dualidade), e chamamos de orbital, a região no espaço ao redor do núcleo atômico onde é máxima a probabilidade de encontrá-lo. 

    Resumidamente, n está associado ao nível de energia do elétron no átomo (camada k,l,m..); l à forma do orbital na qual o elétron pode se encontrar (são as subcamadas ou subníveis de energia); m diz respeito à orientação do orbital e s à orientação do momento magnético do elétron (para cima, para baixo).

    Pelo fato de ser impossível "estarem" em dois lugares ao mesmo tempo, e terem spin (s) -1/2 ou +1/2 (orientação para baixo e para cima, respectivamente), os elétrons são chamados de férmions. Podemos definir também os férmions como aquelas partículas que possuem spin semi-inteiro e obedecem ao princípio de exclusão de Pauli. Outras partículas que são férmions: quarks, pósitrons, múon, tal, etc.

   Existem partículas que podem estar em dois lugares ao mesmo tempo (podem possuir os quatro números quânticos iguais). São os chamados bósons (fótons, glúon, bóson W e bóson Z, etc.). Essas partículas possuem spin inteiro e não obedecem ao princípio de exclusão de Pauli. Isso quer dizer que dois bósons podem ocupar o mesmo lugar no orbital (podem ter os  quatro números quânticos iguais). Um exemplo ocorre no chamada condensado de Bose-Eisntein, onde um gás de bósons é resfriados a uma temperatura próximo a do zero absoluto (-273,15 C°). Nessa condição, essas partículas ocupariam estados muito baixos de energia conjuntamente, originando uma nova forma de matéria. Fenômenos de super fluidez são explicados por esse condensado.

   Por fim, na natureza ou temos bósons ou temos férmions. E graças às interações a nível microscópico dessas partículas, podemos vivenciar o mundo macroscópico.

    Até a próxima!

Física moderna e atualdiade

   

   Podemos dizer que a física moderna se estabeleceu com as teorias da relatividade restrita e geral, de Albert Einstein e da teoria quântica, iniciada por Max Planck, com a ideia de quantização da energia. O fato é que toda nossa tecnologia de hoje está ligada, de alguma forma, à física moderna. 

     Por exemplo, na determinação de uma posição via Global Positioning System (GPS), ou sistema de posicionamento global, correções relativísticas devem ser incorporadas para que tenhamos uma precisão da ordem de metros; por outro lado, a evolução computacional está caminhando cada vez mais rápida para a era da computação quântica. 

      Graças à física moderna, conhecemos hoje o comportamento dual da matéria, isto é, uma onda pode se comportar como partícula e vice-versa. Isso explica, por exemplo, os efeitos fotoelétricos e Compton, fundamentais no estudo da interação radiação com a matéria. Também a descoberta por Wilhelm Roentgen dos raios x acelerou absurdamente a sobre vida de uma infinidade de pessoas, ao se diagnosticar doenças. A física moderna, assim como a física em geral, sempre estará entre nós!

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TEMPO NEGATIVO - O passado.

     Na função que relaciona a posição e o tempo, S (t) = So+Vot+(1/2)at^2, podemos determinar com precisão a posição futura de um móvel,  bastando para isso substituir o valor de t pelos segundos desejados, ou outra unidade de tempo.

     Por exemplo: Seja a função S= 0 +2t+t^2. Aqui a posição inicial é 0 m, a velocidade  inicial é 2 m/s e a aceleração é 2 m/s^2 (substituindo "a" por 2 no termo (1/2)a, temos (1/2)2=1). Se quisermos saber em qual posição o móvel estará em 10 s, teremos: S = 2(10)+(10)^2 = 120 m. Se quisermos saber a posição em   t=100 s , teremos: S = 2(100)+(100)^2 = 10200 m, ou 10,2 km. 

Seguindo esse raciocínio, poderemos prever com precisão a posição  futura do móvel. Essa é a mecânica Newtoniana, ou clássica. Mas e se quisermos saber a posição passada do móvel; voltarmos no tempo? Bom, para isso, basta fazer o tempo negativo (-t).

     Vejamos: Para t=0 s, temos que S= 0 m. Ele está na origem. Para t= -1 s, temos  S = 2(-1)+(-1)^2 = -1 m. A um segundo atrás, ele estava na posição 1 m anterior à origem (daí o sinal negativo), ou referente à posição considerada inicial. Para t = -10 s,                    S = 2(-10)+(-10)^2 = 80 m! Não esperávamos um número negativo?  Por quê deu positivo? Vejamos:

     Na função do nosso exemplo, temos duas raízes: t= 0 s e t = -2 s. Isso significa que nesses dois instantes de tempo, o móvel se encontra na posição 0 m. A dois segundos atrás o  móvel também ocupava a posição 0 m. E mais: para tempos menores do que -2 s, o móvel ocupava posições positivas, não negativas! Na verdade é como voltar um filme. Em 0 s, ele estava na origem. Em -1 s, ele estava na posição -1 m. A partir desse momento, ele começa a retornar para a origem, chegando lá em = -2 s. Já em -3 s. ele estará na posição 3 m. 

     O interessante, é que a medida que voltarmos esse filme, para tempos menores do que - 2 s, o móvel estaria em posições positivas cada vez mais se afastadas da origem. Em qualquer momento, podemos dar pausa e avançarmos esse filme, na ordem natural do tempo (positivo). 

     Na mecânica newtoniana, o passado pode ser conhecido fazendo o tempo negativo.

Estudar só ou fazer cursinho?

 

Olá!!

    Hoje quero fazer uma pequena reflexão com vocês sobre estudar só ou frequentar um cursinho.

   

    Há duas realidades distintas, veja em qual você se enquadra.

    Primeira realidade:

    Sua família (você) tem uma condição financeira que lhe permite estudar sem se preocupar com trabalho.

                                                                                     **Gênio da Matemática Para Concursos**

    Nesse caso, fazer um cursinho é vantajoso, pois além de ser um ambiente de socialização, você tem grandes chances de aprender, desde que se dedique bastante e tenha professores que levem as aulas a sérios em vez de ficarem fazendo piadas ridículas lá na frente. Estudar é coisa séria, é seu futuro que está em jogo. Além do mais, tenho certeza que você (sua família) não pagaria cursinho para entretenimento.

     Fazendo uma rotina regrada, disciplinada e bons hábitos para sua saúde (dormir bem, alimentar-se bem e praticar uma atividade física) você conseguirá desenvolver seu potencial intelectual para competir e começar a construir seu futuro. Aproveite cada segundo de estudo, pois muitos gostariam de estar com condição semelhante a sua. Dedique-se, honre você e aqueles que acreditam em você. Cobre da direção do cursinho aulas sérias, profissionais sérios! Seu tempo é preciso, assim como o investimento. Há cursinhos que cobram o equivalente a mensalidades de faculdades! PENSE NISSO!!

     Segunda realidade:

     Você (sua família) não tem condições financeiras que lhe permite apenas estudar sem ter que trabalhar.

     Nesse caso, o cansaço de um dia de trabalho tem que ser levado em conta. Já imaginou chegar a noite em um cursinho, e lutar contra o sono que que sempre vence? Sua capacidade cognitiva estará seriamente afetada! Não se aprende com sono! Seu cansaço do dia é seu maior inimigo quando em uma sala de aula de um cursinho. E sem contar o tempo  que ser perde com piadas e brincadeiras ridículas por parte do professor! Tenho certeza que você não quer desperdiçar seu precioso dinheiro.

**Matemática, a razão dos números**

     É mais vantagem você estudar em casa. Estabeleça um rotina, sente-se na mesa com um cronômetro; estude cada dia uma matéria diferente. Assista aulas no youtube, pesquise na internet. Hoje, a facilidade está absurda! Não, não... essa desculpa que você não sabe nada de matemática ou física, tem que ser repensada. Se sua dificuldade são nessas matérias, pesquise o tema em vários livros textos diferentes: Cada autor aborda o tema de uma forma diferente, e tenho certeza que uma delas você entenderá. Ou etão, pesquise o valor de uma aula particular. O professor írá em sua casa; você fica menos cansado(a) e ganha tempo! Muitos fazem isso, é obtêm sucesso. A dedicação é o diferencial!

PENSE NISSO! Vale a pena você poupar tempo e dinheiro com cursinho para estudar em casa. Se você pesquisar no youtube, encontrará várias aulas de professores de cursinho totalmente grátis. Principalmente aulas de física, matemática e química, tidas como as vilãs!

PENSE NISSO...

Em qual realidade você se enquadra? Não desperdice seu tempo!!

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Tem vida lá fora?

 

Ultimamente muito se tem falado na mídia da possibilidade de haver vida fora da Terra. É intuitivo pensarmos que num cosmos incomensurável como o nosso, não exista algum tipo de ser vivo fora da Terra. A questão é: que tipo de ser vivo (vida) estamos querendo achar? Humanoides? Tudo indica que sim. Basta ver as fotos dos seres extra terrestres (ETs) que circulam na mídia, principalmente no Facebook. E sim, ETs são humanoides! Segundo o dicionário Michaelis, humanoide: Que tem caracteres humanos; que é semelhante ao homem. E cá entre nós, eles se assemelham, não é?    

     Agora, a probabilidade de haver vida na forma de micro-organismo, é maior (bem maior!) do que humanoides. Talvez seja questão de tempo anunciarem tal descoberta na lua de Saturno, Titã, considerada pelos cientistas um dos lugares mas propícios para o afloramento de micro-organismos.

Recentemente, foi anunciada a descoberta de um planeta potencialmente habitável (Planeta Kepler-452b) com 1,6 vezes o tamanho da Terra. Ele orbita a estrela Kepler 452, em uma zona chamada pelos cientistas de potencialmente habitável pelo fato da possibilidade de haver água no estado líquido. O planeta Kepler-452b não está nem tão próximo nem tão longe de sua estrela, de forma a manter uma configuração semelhante a da Terra em relação ao sol, o que lhe daria créditos para a existência de possíveis humanoides (ou pelo menos micro-organismos).

     Ellen Stofan, cientista chefe da NASA, acredita que aproximadamente em 2025 já teremos informações sobre vida fora da Terra. Mas calma aí... não espere ETs tradicionais! Acredita-se que serão achados vidas na forma de plâncton ou alga. Não podemos esquecer que em 28/09/15 foi anunciada (e que anúncio!) a existência e água salgada em Marte. Que alvoroço! Sim, não é para menos, onde há água...há vida. Pelos menos aqui. Na nossa Lua, já sabemos da existência de água, conforme noticiado pela própria NASA: Encontramos água, não uma pequena porção, mas quantidades significativas", afirmou o responsável pela missão Lcross (Lunar Crater Observation and Sensing Satelite) Anthony Colaprete, em conferência de imprensa.

     Bom, vamos aguardar os acontecimentos em sua ordem natural. Enquanto isso, vamos conviver com as especulações midiáticas e as notícias que merecem créditos por sua veracidade.

   

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Para saber mais:

Nasa encontra planeta similar à Terra em potencial zona habitável

Nasa prevê descoberta de vida alienígena até 2025

NASA descobre água na Lua

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